從迭代器模式到迭代協議

doodlewind 發布于2019-08-23 16:10 / 3027人閱讀

摘要：迭代器模式迭代器模式是指提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而不需要暴露該對象的內部表示。可迭代協議和迭代器協議。生成器函數是可以作為迭代器工廠的函數，當它被執行時會返回一個新的對象，該對象符合可迭代協議和迭代器協議。

迭代器模式

迭代器模式是指提供一種方法順序訪問一個聚合對象中的各個元素，而不需要暴露該對象的內部表示。

迭代器分為內部迭代器和外部迭代器。內部迭代器只需一次初始調用，而外部迭代器必須顯式地請求迭代下一個元素，這樣我們就可以手動控制迭代過程。

實現一個內部迭代器：

Array.prototype.innerIterator = function(callback){
    for (let i = 0, len = this.length; i < len; i++) {
        callback && callback.call(this[i], this[i], i)
    }
};
[1,2,3].innerIterator(function(item, index){
    console.log("item:", item, "index:", index)
})
// item: 1 index: 0
// item: 2 index: 1
// item: 3 index: 2

實現一個外部迭代器：

Array.prototype.outerInterator = function(){
    let index = 0;
        return {
            next: () => {
                return index < this.length ?
                {value: this[index++], done: false}:
                {value: undefined, done: true}
            }
    }
}
let iterator = [1,2,3].outerInterator();

for(let next; (next = iterator.next()) && !next.done;) {
    console.log("item", next.value)
}
// item 1
// item 2
// item 3

迭代協議

了解了迭代器模式，再來看看 ES6 中補充的迭代協議。可迭代（iterable）協議和迭代器（iterator）協議。

可迭代協議：
一個可迭代對象（或其原型上），必須有一個 Symbol.iterator 的屬性，該屬性所對應的值為返回一個對象的無參函數，被返回對象符合迭代器協議。當可迭代對象需要迭代時，調用該方法。

一些數據類型內置了 @@iterator 方法，有自己默認的迭代行為。（String, Array, TypedArray, Map , Set 等都是內置可迭代對象，因為它們的原型對象都有一個 @@iterator 方法.）（[Symbol.iterator]、@@iterator 可以認為是一回事）

let iterator = ("hi")[Symbol.iterator]()
var a = iterator.next();
// a { value: "h", done: false }

迭代器協議：
一個迭代器必須實現了 next() 方法，該方法是返回一個對象的無參函數。被返回的對象有兩個必要的屬性：done 和 value。

Array.prototype.Iteration = function(){
    let index = 0;
        return {
            [Symbol.iterator](){return this},
            next: () => {
                return index < this.length ?
                {value: this[index++], done: false}:
                {value: undefined, done: true}
            }
    }
};
let Iteration = [2, 3, 4].Iteration();
for(let value of Iteration) {
    console.log("value", value)
}
// value 2
// value 3
// value 4

不能發現，Iteration 同時滿足可迭代協議和迭代協議。又因為是可迭代的，for...of 是可以直接使用，而且這個和外部迭代器十分相似。

一旦一種數據結構有了 @@iterator 方法后，就認為是可迭代的。ES6 中許多新的方法就是基于此的 解構賦值、擴展運算符、yield*，還有 for..of、Array.from()等。

知道了以上知識，也就知道了為什么對象不可以直接使用 for...of 了。不過我們可以在對象原型上添加 @@iterator 方法，使之成為可迭代的。

Object.prototype.Iteration = function(){
    let keys = Object.keys(this), index = 0;
        return{
            [Symbol.iterator](){return this},
            next: () => {
                let current = index++;
                return current < keys.length?
                {value: [keys[current], this[keys[current]]], done: false}:
                {value: undefined, done: true};
            }
        }
}
let iterator = {"a": 1, "b": 2, "c": 3}.Iteration();
    for(let [key, value] of iterator) {
        console.log("key:", key, "value:", value)
}
// key: a value: 1
// key: b value: 2
// key: c value: 3

生成器

像以上的的對象都是我們自己手動實現的，符合可迭代協議和迭代協議的對象。看起來很麻煩，還好這些工作已經有函數替我們做了，那就是生成器函數。

生成器函數是可以作為迭代器工廠的函數，當它被執行時會返回一個新的 Generator 對象，該對象符合可迭代協議和迭代器協議。

現在我們用生成器函數使得對象符合迭代協議：

Object.prototype.Iteration = function *(){
    for(let [key, value] of Object.entries(this)){
        yield [key, value]
    }
}
for(let [key, value] of {"a": 1, "b": 2, "c": 3}.Iteration()) {
    console.log("key:", key, "value:", value)
}
// key: a value: 1
// key: b value: 2
// key: c value: 3

在這里生成器只是作為迭代器而已，其實它還是消息雙向傳遞系統。也正是這些特性的存在，使得異步流程控制又向前邁了一大步。

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